Usinage CNC et impression 3D

Les technologies d’impression 3D sont utilisées par de nombreux professionnels de tous secteurs. Il ne fait plus de doute qu’elles possèdent de nombreux avantages non négligeables en comparaison des méthodes de fabrication traditionnelles. Cependant, il s’avère dans certains cas que l’utilisation de plusieurs technologies combinées, comme l’usinage CNC et l’impression 3D, permet d’assurer une meilleure production.

Usinage CNC et impression 3D

L’usinage CNC et l’impression 3D sont deux technologies de fabrication diamétralement opposées. Ces deux technologies sont dans de nombreux cas capables de produire des pièces identiques. Cependant, en fonction des besoins et des contraintes de production, il sera possible d’en privilégier une par rapport à l’autre.

Fabrication additive

L’impression 3D est une technique de fabrication additive. La matière est ajoutée en couche au fur et à mesure de la production de la pièce. Elle regroupe différentes technologies comme le FDM, la SLA ou encore le SLS. La fabrication additive permet une plus grande liberté dans la conception géométrique, il sera plus simple d’obtenir des formes complexes. 

Fabrication soustractive

L’usinage CNC est une technologie de fabrication plus traditionnelle. A l’inverse de l’impression 3D, celle-ci se base sur la fabrication soustractive. C’est à dire que les couches de matières sont retirées progressivement d’un bloc pour obtenir la pièce finale. L’usinage CNC peut utiliser divers outils de découpe afin de produire les pièces.

Comparer l’usinage CNC et l’impression 3D

Ces deux technologies de fabrication possèdent des avantages et des inconvénients propres. Il sera donc important d’évaluer au préalable les besoins de production et les contraintes en termes de temps et de coûts, de matériaux ou encore de précision afin de choisir entre usinage CNC et impression 3D.

Précision et répétabilité

Les deux technologies de fabrication possèdent de très bonnes précisions dimensionnelles. La précision sera tout de même plus variable pour l’impression 3D car elle dépendra fortement de la technologie 3D et de la qualité de l’imprimante 3D utilisée. En revanche, l’usinage CNC permettra d’obtenir des arrêtes plus nettes ainsi que des surfaces plus lisses.

S’agissant de la répétabilité, l’usinage CNC et l’impression 3D possèdent de bonnes caractéristiques. Cependant, pour la production à grande échelle, l’usinage CNC sera privilégié car moins sujet à des écarts. En effet, l’impression 3D restera souvent dépendante à des facteurs variables comme la chaleur ou la ventilation qui pourront créer des déformations entre les différentes pièces sur une chaîne de production importante.

Matériaux disponibles et complexité des formes

En ce qui concerne les matériaux disponibles pour la production, l’évolution des technologies d’impression 3D permet désormais l’utilisation d’un grand nombre de matériaux. Certains d’entre eux, comme les flexibles TPU, ne pourront pas être usinés. En revanche, l’utilisation du métal en usinage CNC sera plus simple que son impression en 3D.

L’avantage principal de l’impression 3D réside dans la complexité des formes. En effet, certaines formes sont difficiles ou impossibles à obtenir en CNC car les outils ne pourront pas accéder à toutes les faces de la pièce. L’impression 3D ne possède pratiquement pas de limite en termes de géométrie. L’utilisation de matériaux supports facilite notamment la production de pièces complexes.

Coût de fabrication et adaptabilité

Autre avantage essentiel de l’impression 3D comparé à l’usinage CNC, il s’agit de l’adaptabilité de la production et à la possibilité d’ajustement des pièces. L’usinage CNC est un procédé complexe, demandant plus de temps de préparation et plus de personnel qualifié que l’impression 3D. C’est pourquoi l’impression 3D est à privilégier pour l’ensemble des phases de prototypage.

Pour finir la comparaison entre usinage CNC et impression 3D, il est important de noter que le coût de fabrication d’une pièce en impression 3D sera dans la plupart des cas inférieur à celui d’une pièce usinée. Cette différence est notamment due à l’investissement initial dans les machines, aux coûts de maintenance et à la perte en matière de l’usinage. Cependant, en fonction de la quantité à produire et du matériau utilisé, la comparaison pourra être plus complexe.

Exploitation des avantages de la CNC et de l’impression 3D

Pour certaines applications et certains cas précis, la combinaison usinage CNC et impression 3D peut s’avérer intéressante. Cette association de technologie est nommée fabrication hybride. Elle permet de bénéficier des avantages des deux technologies et d’optimiser la production de pièce.

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Finitions et détails

Utiliser la fabrication hybride (usinage CNC et impression 3D) permet notamment d’affiner et d’améliorer la finition des pièces. Ces pièces peuvent être produites à l’aide de l’impression 3D avec le matériau adapté. Elles pourront ensuite subir un post-traitement de finition : gravures précises, perçages, fraisage, lissage. Cette technique permet de combiner la liberté de formes de l’impression 3D avec la précision de l’usinage CNC.

Limiter la perte de matière

La fabrication hybride est une solution efficace pour tirer le meilleur de l’usinage CNC et de l’impression 3D. Cette technologie permet de réduire la perte de matière importante de l’usinage CNC tout en bénéficiant de sa précision pour les finitions. Elle permettra donc de garder une adaptabilité importante dans la production des modèles et notamment de réduire les coûts liés aux matériaux 

Lier l’usinage CNC et l’impression 3D requiert l’obtention des deux modes de fabrication au sein de sa chaîne de production. C’est pourquoi des solutions intègrent désormais les deux technologies au sein d’une même machine, comme la ZMorph par exemple. Si vous souhaitez en savoir davantage sur la fabrication hybride, n’hésitez pas à poser vos questions en commentaire.